motores

GRADO DE INGENIERÍA EN TECNOLOGÍAS INDUSTRIALES –CURSO 2014/2015
UD 1. COMBUSTIÓN Y COMBUSTIBLES
PRÁCTICA DE LABORATORIO. Banco

de motores de combustión interna
alternativos: parámetros característicos y balance energético
José Hernández Grau

Dpto. de Ingeniería Térmica y de Fluidos
Universidad Politécnica de Cartagena
Calle Dr. Fleming, s/n - 30202 Cartagena
Tlfno..:+34 968 32 59 88E-mail: JH.Grau@upct.es

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A) 1 INTRODUCCIÓN
El ensayo en banco de motores de combustión interna alternativos (MCIA) es una técnica muy
extendida en docencia, investigación y en la práctica industrial como medio de estudio y/o
verificación del comportamiento y prestaciones de un MCIA. El interés de esta práctica es,
pues, indudable. La práctica entronca con el tema de ciclos reales enmotores de combustión
interna alternativos del programa de teoría de la asignatura.
Son muchos los ensayos que pueden realizarse con un MCIA. En la presente práctica trabaja
con dos ensayos clásicos: obtención de los parámetros característicos del motor y el
balance energético externo del motor. El primero permite conocer las prestaciones del motor
(par, potencia y consumo específico decombustible) para cada régimen de giro en condiciones
de plena carga. El segundo ensayo identifica los principales flujos de energía en el motor.

B) 2 OBJETIVOS GENERALES
Los objetivos de esta práctica pueden enunciarse como
 obtener las curvas características de un MCIA o curvas de variación de dichas
magnitudes características del motor en función del régimen de giro del motor.
 conocer ladependencia de las tres principales magnitudes características del un motor:
par, potencia y consumo de combustible en función del régimen de giro del motor
 el calor transferido a los circuitos de refrigeración y lubricación junto al cedido por
radiación, convección y conducción al ambiente a través de las paredes del motor, más
el calor producido por rozamiento de los elementos móviles, esigual a la diferencia de
entalpía entre los flujos de gases de entrada (combustible y aire) y de salida (gases de
escape) menos la potencia efectiva desarrollada por el motor.

C) 3 PARÁMETROS FUNDAMENTALES DEL MOTOR
3.1 Par
El concepto físico de par es el producto de una fuerza, F, por una distancia d respecto al punto
de aplicación

M  F d

(5.1)

Se distingue entre par indicado,Mi, y par efectivo, Me. En el ensayo en el banco se obtiene
directamente el par efectivo como producto de la fuerza ejercida sobre una galga
extensiométrica a una cierta distancia del eje de giro del freno (§5.7.2). El par indicado es el
que realizan los gases en el interior del cilindro; se obtiene del diagrama de indicador, a partir
de la potencia desarrollada por los gases o potenciaindicada, Wi :

Mi 
Me 

Wi



W e



(5.2)

3.2 Presión media
Una magnitud directamente relacionada con el par es la presión media, que puede ser indicada
(pmi) o efectiva (pme), dependiendo del par con el que esté relacionado. Se define como la
relación entre el trabajo de un ciclo y el volumen desplazado. Si VT es la cilindrada, n el régimen
de giro e i el número de ciclospor vuelta (i =1 en 2T e i =1/2 en 4T):

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pmi 
pme 

Wi, ciclo
VT
We, ciclo
VT

 4

Mi
Wi

VT VT  n  i

(5.3)

M
We
 4 e 
VT VT  n  i

También se define por analogía la presión media de pérdidas mecánicas a partir del trabajo de
pérdidas mecánicas (§5.3.3.4 y §5.3.6)

pmpm 

W pm
VT  n  i

 pmi  pme

(5.4)

3.3 Grado de carga de un motor
Elconcepto de grado de carga se emplea para identificar modos de funcionamiento del motor
con referencia a las máximas prestaciones que puede dar. Se define como el par efectivo o pme
del motor respecto a dichos valores máximos que puede dar el motor a un mismo régimen de
giro:
gra do de c arg a 

M 

M máx n cte

(5.5)

De forma menos rigurosa, en ocasiones se refiere al grado...